ナノダイヤモンドを用いた高屈折率・高アッベ数ハイブリッド材料の創製

使用纳米金刚石创建高折射率/高阿贝数混合材料

• 批准号: 16J06696
• 负责人: 榎本 航之
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J06696/
• 关键词: エポキシ樹脂; 有機無機ハイブリッド; ナノ分散屈折率制御; SAXS; ジルコニア; 有機-無機ハイブリッド; ナノ分散; 屈折率制御; 屈折率勾配特性

申請者は、水中に分散するZrO2ナノ微粒子に関してX線回折（XRD）、透過型電子顕微鏡（TEM）、動的光散乱（DLS）、SAXS、多角度光散乱サイズ排除クロマトグラフィー（SEC-MALS）、および密度測定による各種物性値の決定法を提案した。申請者は、表面処理剤フリーハイブリッド化手法で調製したZrO2/エポキシハイブリッド材料に関してLorentz-Lorenz理論、Freznel反射、Rayleigh散乱、およびLambert-Beer理論を組み合わせた理論により屈折率および透過率を予測することに成功した。また、屈折率の波長依存性に線形近似式を適応することでアッベ数を予測することに成功した。また、ビスフェノールA型（BADGE）、脂環式（CEL）、およびイソシアヌル型（TEPIC）ベースのエポキシ樹脂とのハイブリッド化を行った。得られた材料の屈折率とアッベ数は有機材料におけるトレードオフの関係を打破し、屈折率が1.8でアッベ数が50程度の高屈折率かつ高アッベ数な光学材料を創製した。申請者は、表面処理剤フリーハイブリッド化手法で調製したZrO2/エポキシハイブリッド材料に関してSAXS測定を用いたZrO2ナノ微粒子のナノ構造解析に取り組んだ。水、エポキシモノマー、および樹脂中における粒子内散乱因子P(q)プロファイルは、ほぼ一致しShoultz分布を考慮した散乱モデル（黒破線）でよく記述できることを証明した。また、粒子間構造因子はPercus-Yevickの積分近似式にサイズ分布を考慮することで実験値をよく記述できることがわかった。これは、統計熱力学から導出された動径分布関数から得られる古典理論がハイブリッド材料中の無機ナノ微粒子に適応できることを証明した初めての例である。

Applicants に は, water dispersed す る ZrO2 ナ ノ particles に masato し て X-ray inflexion type (XRD), through electronic 顕 micro mirror (TEM) and dynamic light scattered (DLS), SAXS, multi-angle light scattered サ イ ズ exclude ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー (SEC - MALS), お よ び density に よ る numerical の decision method of various physical properties を proposal し た . Applicants は, surface 処 tonic フ リ ー ハ イ ブ リ ッ ド change gimmick で modulation し た ZrO2 / エ ポ キ シ ハ イ ブ リ ッ ド material に masato し て Lorentz Lorenz theory, Freznel reflection, Rayleigh, お よ び Lambert Beer theory を group み close わ せ た theory に よ り inflectional rate お よ The び transmittance を was pretested at する とに とに and was successful at た. ま た, inflectional の wavelength dependence に linear approximation を optimum 応 す る こ と で ア ッ ベ number を be す る こ と に successful し た. ま た, ビ ス フ ェ ノ ー ル type A (BADGE), alicyclic type (CEL), お よ び イ ソ シ ア ヌ ル type (TEPIC) ベ ー ス の エ ポ キ シ resin と の ハ イ ブ リ ッ ド change line を っ た. Have ら れ た material の inflectional rate と ア ッ ベ number は organic material に お け る ト レ ー ド オ フ の masato を break し, inflectional rate が 1.8 で ア ッ ベ の が 50 degree high rate of inflectional か つ high ア ッ ベ を created several な optical materials し た. Applicants は, surface 処 tonic フ リ ー ハ イ ブ リ ッ ド change gimmick で modulation し た ZrO2 / エ ポ キ シ ハ イ ブ リ ッ ド material に masato し て を measure SAXS い た ZrO2 ナ ノ particles の ナ ノ structure に group take り ん だ. Water, エ ポ キ シ モ ノ マ ー, お よ び resin in に お け る particles scattered within the factor P (q) プ ロ フ ァ イ ル は, ほ ぼ consistent し Shoultz distribution し を た scattered モ デ ル (black broken line) で よ く account で き る こ と を prove し た. ま た, particle structure factor between は Percus Yevick - の integral approximation に サ イ ズ distribution す を る こ と で be 験 numerical を よ く account で き る こ と が わ か っ た. こ れ は, statistical thermodynamics か ら export さ れ た dynamic number of diameter distribution masato か ら have ら れ る classical theory が ハ イ ブ リ ッ ド の inorganic material ナ ノ particles に optimum 応 で き る こ と を prove し た early め て の example で あ る.

项目成果

エポキシ樹脂の○○化／機能性の向上、第6章 ハイブリッド・複合化で機能性向上、第2節 ZrO2ナノ微粒子を用いたエポキシ樹脂の高屈折率化

○○ 环氧树脂的转化/功能性的提高，第 6 章 通过杂化/复合材料的形成提高功能性，第 2 节 使用 ZrO2 纳米颗粒的环氧树脂的高折射率

• 发表时间: 2016
• 作者: 榎本航之;菊地守也;川口正剛
• 通讯作者: 川口正剛

表面処理剤フリー有機-無機ハイブリッド化手法の開発

无表面处理剂有机-无机杂化方法的开发

• 发表时间: 2016
• 作者: Kazushi Enomoto;Moriya Kikuchi;Atsushi Narumi;Seigou Kawaguchi;榎本航之
• 通讯作者: 榎本航之

機能性モノマーの使い方・選び方・事例集、第13章 高分子の構造、組成、反応解析技術、第8節 長鎖分岐高分子の分子特性解析技術

如何使用和选择功能单体，示例集合，第13章聚合物的结构、组成和反应分析技术，第8节长链支化聚合物的分子性质分析技术

• 发表时间: 2017
• 作者: 榎本航之;菊地守也;川口正剛
• 通讯作者: 川口正剛

Unique Hydrophobization and Hybridization via Direct Phase Transfer of ZrO2 Nanoparticles from Water to Toluene Producing Highly Transparent Polystyrene and Poly(methyl methacrylate) Hybrid Bulk Materials

通过 ZrO2 纳米颗粒从水到甲苯的直接相转移进行独特的疏水化和杂化，生产高透明的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯混合散装材料

• DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02155
• 发表时间: 2017
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: Enomoto Kazushi;Ichijo Yusuke;Nakano Masahiko;Kikuchi Moriya;Narumi Atsushi;Horiuchi Shin;Kawaguchi Seigou
• 通讯作者: Kawaguchi Seigou

エポキシ樹脂/ZrO2 ナノ微粒子ハイブリッド材料のSAXS 解析

环氧树脂/ZrO2纳米粒子杂化材料的SAXS分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 榎本航之;菊地守也;鳴海敦;川口正剛
• 通讯作者: 川口正剛